空间站核心舱控制力矩陀螺

任务背景

天和一号是我国第一个空间站核心舱，命名为“天和”，是空间站的管理和控制中心，负责空间站组合体的统一管理和控制，支持实验舱、载人飞船、货运飞船等飞行器与其交会对接和在轨组装，具备接纳航天员长期访问和物资补给的能力，配置大机械臂，具有气闸舱功能，支持开展航天医学和空间生命科学实验。核心舱的姿态主要由多个控制力矩陀螺（CMG）调整和控制，为了降低控制力矩陀螺工作时的振动及噪音对舱内环境的影响，需要采用低冲击锁紧装置在火箭发射动力端锁紧控制力矩陀螺，在进入轨道后解锁以便隔振装置工作。

左：控制力矩陀螺（来源于网络，非真实产品）       右：空间站“天和”核心舱

任务难点

单个控制力矩陀螺重量接近150kg，相当于一颗小卫星，每个控制力矩陀螺通过4个锁紧点进行锁紧，另外，为了充分验证解锁功能，需要在地面进行多次解锁，因此，该任务难点如下：

• 大负载：单个控制力矩陀螺接近150kg； 

• 长寿命：可重复使用，寿命>50次；

• 解锁状态监测：可指示状态，内部集成动作状态指示行程开关。

解决方案

针对空间站控制力矩陀螺锁紧需求，公司技术团队和控制力矩陀螺研制单位——航天五院502所专家组开展了多轮次技术研讨，决定将我公司的SBN-20KN-BM记忆金属分离螺母用于控制力矩陀螺锁紧，在初样研制阶段，4件初样分离螺母共随控制力矩陀螺开展了11次力学试验，2次热真空试验，累计解锁近百次，所有试验均取得了圆满成功。在正样研制阶段，我公司共交付24件分离螺母产品（含鉴定件），所有产品均通过了验收级力学试验、热试验，空间站核心舱已经于2021年4月29日成功发射，5个控制力矩陀螺一共采用了20件分离螺母进行锁紧，所有分离螺母均成功解锁，控制力矩陀螺锁紧任务取得了圆满成功。

SBN-20KN-BM分离螺母